以太坊:區塊鏈模塊化的破局之路

不同的技術路線往往來自不同項目對市場需求的不同理解。

原文標題：《一文了解區塊鏈模塊化的破局之路》

撰文：SkyRanker

編譯：CaptainHiro

自VitalikButerin提出「區塊鏈的不可能三角」這一想法以來已經過去了5年的時間，無論是以太坊核心社區還是其他公有鏈的開發者都在努力尋找能開啟下一代區塊鏈的鑰匙。

在V神的文章「終局游戲」中，他描述了他認為的以太坊的最終形式，V神花了很大的筆墨描述了一個由?rollup和數據可用性層構建的新以太坊。這無疑在一定程度上指出了以太坊在未來十年的破局之道——那就是模塊化。事實上，無論是以太坊還是新公鏈都已經開始了自己的模塊化之路，同時它們也形成了完全不同的技術路線。

區塊鏈分層

事實上，以太坊本身已經將區塊鏈分成了多個層，但在以太坊1.0中，區塊鏈節點其實承擔了所有層的責任。我們可以沿用以太坊的思路將區塊鏈分成四層：

區塊鏈安全分析公司TRM Lab集成狗狗幣:金色財經報道，由PayPal支持的的區塊鏈安全分析公司TRM Labs將Dogecoin區塊鏈添加至其系統中，使客戶能夠發現涉及狗狗幣的欺詐和金融犯罪。TRM Labs首席執行官EstebanCasta?o表示，通過與狗狗幣集成，其能夠檢測和調查加密貨幣欺詐和金融犯罪，從而實現共同的目標，即為數十億人建立更安全的金融系統。[2021/5/11 21:46:18]

共識層：決定交易的順序、有效性和節點之間的一致性。

數據可用性層：確保數據是可用的。

結算層：解決爭端和橋的功能。

執行層：處理交易。

基于以太坊是「世界計算機」的敘述邏輯，我們可以將區塊鏈的模塊與計算機結構進行比較：

共識層相當于維持分布式計算機集群的共識算法。

執行層相當于計算機的操作系統。

數據可用性層相當于計算機的內存。

在美上市區塊鏈中概股無一上漲:今日美股收盤，在美上市區塊鏈中概股無一上漲。嘉楠科技收跌8.14%，人人網收跌6.14%，中網載線收跌3.44%，寺庫平盤，迅雷收跌2.04%，獵豹移動收跌2.97%，蘭亭集勢收跌4.31%。[2021/1/16 16:18:50]

結算層相當于計算機的?CPU。

值得一提的是，EigenLayr?項目在進一步劃分共識層方面取得了很大的突破性。EigenLayr將權益證明共識層的作用理解為負責維護分布式系統的一致性，并通過質押等機制維護網絡的信任。這就進一步就讓共識層形成了兩個子層：

信任層：它由驗證器節點組成，或者說它是由通過質押加入以太坊網絡的硬件實體組成。

一致性層：它通過連接每個節點來保持這個巨大的分布式系統的一致性。

這些層為區塊鏈的模塊化發展提供了基礎，這也進而形成了主鏈的各種拆解方案。

項目映射

湖北：支持農業龍頭企業利用區塊鏈等技術改造升級:6月17日，湖北省新型冠狀病肺炎疫情防控指揮部召開第111場新聞發布會，解讀《促進農業產業化龍頭企業疫后重振加快轉型若干措施》。

湖北將支持農業龍頭企業利用5G、人工智能、大數據、區塊鏈等技術，實施企業網絡化、生產智能化、產品數字化改造升級，搭建網絡銷售平臺。（人民網）[2020/6/18]

在我們上面提到的關于層的邏輯中，信任是從共識層逐漸傳遞到執行層的，因此劃分模塊的核心是在不損害原有信任體系的前提下，盡可能地減輕主網的負擔。

安全的rollup

顯然，首先被拆解的是信任系統末端的執行層。因此，基于以太坊的各種rollup應運而生。基于欺詐證明的Optimisticrollup和基于有效性證明的零知識證明rollup都將執行層交給了鏈下，同時將結算層、數據可用性層和共識層交給了主網，當然這是最直觀的解決方案。

我們稱之為安全的rollup，簡單來說，我們可以把它理解為由第一層主網保護的rollup。這個名字來自于以太坊官方文檔中對擴容的描述：

動態 | 海爾衣聯網1號店融入區塊鏈等智慧門店技術:12月17日，海爾衣聯網1號店在青島市李滄區九水東路國際特別創新區開業。據悉，該店內設服裝洗護、定制、管理、養護等在內的智慧物聯洗護平臺。

據了解，該店融入了人臉識別、RFID物聯識別、大數據、區塊鏈等智慧門店技術，實現數據化運營。可以看到，店內大屏詳盡顯示了客流量、成交量、區域流量等數據，店方能基于數據分析進行經營策略的及時調整，被業內人士稱作“未來智慧門店的現實樣板”。（人民網）[2019/12/19]

對于一些解決方案來說，第二層網絡的實例在將它們錨定到第一層主網之前，會將它們分批成組，之后它們會被第一層主網保護起來，不能被改變。在不同的第二層網絡技術和實施方案中，如何做到這一點的細節有很大的不同。

然而，分解往往意味著「連接」的問題：目前大多數主流的rollup都掌握著交易排序的中心化權力。由于排序器是連接執行層和主網的重要組件，它的中心化必然會提高系統的效率。然而，交易排序權的高度中心化所形成的「黑暗森林」讓人們不可避免地擔心礦工可提取價值攻擊。

動態 | 阿里幫助茅臺開發二維碼-區塊鏈溯源認證系統:據新浪科技報道，馬云率隊夜訪茅臺集團，表達了推動兩家集團進一步戰略合作的意愿。黨委書記、董事長李保芳表示，阿里幫助茅臺開發的產品二維碼-區塊鏈溯源認證系統，有效提升了產品溯源、真假驗證、交易支付等方面的服務水平。[2018/9/8]

主權rollup

目前以太坊上的rollup直接將他們的區塊發布給基于以太坊虛擬機的智能合約，這也被稱為橋合約。該合約有效地實現了rollup的鏈上輕客戶端，接收塊頭并處理欺詐或有效性證明。在這個模型中，我們認為以太坊被奉為rollup的耦合結算層，其中rollup是以太坊的「子鏈」，而不是一個有自己權利的獨立鏈。

我們可以在這打個不太恰當的比方，只分離執行層的以太坊rollup就像是只能進行「搬磚」而無權參與最終游戲的「工人」。磚頭的堆放方法和順序仍由主網決定。Celestia?的設計顯然為rollup贏得了更多權力：它定義了一個新的模塊化分區：即主權rollup。

Celestia上的主權rollup不把他們的區塊發布到智能合約上，而是直接作為原始數據發布到鏈上。Celestia共識和數據可用性層不解釋或執行任何計算，也不為rollup運行鏈上的輕客戶端。

Danksharding

無論是Danksharding還是數據分片的原始方案，本質上都是為了解決數據可用性層的問題。在模塊化區塊鏈的背景下，Danksharding顯然增加了以太坊主網承擔數據可用性層的能力。

一方面，它將一些數據可用性層的責任委托給rollup，這顯然是對rollup?最終性的改進。另一方面，數據可用性采樣將大大提升主網的驗證能力，從而進一步釋放主網的性能。

在Danksharding分叉之后，以太坊主網承擔了部分審核數據可用性的權力，而rollup除了執行層原有的職責外，還承擔了數據可用性層的權力。

EigenLayr

EigenLayr將以太坊的信任層從整個網絡中剝離出來，并試圖在信任層上建立一個獨立的層——EigenLayr。這一層依靠以太坊信任層網絡，為基礎設施或中間件服務商提供一個可以自由建立共識和應用的平臺。

其中，如何連接以太坊信任層和EigenLayr是整個設計的核心。EigenLayr巧妙地提出了一個新概念——Restaking。以太坊上的質押節點可以自愿選擇加入EigenLayr。此外，有更多性能要求的中間件或基礎設施服務提供商也可以選擇在EigenLayr上建立自己的網絡。

EigenLayr的分離方案相當于只「借用」了以太坊的信用基礎。基于這種設計，我們可以看到建立一個新的主權鏈或建立一個基礎設施網絡的可能性。

Arweave

我們可以發現，在可預見的未來以太坊模塊化的道路上，主網仍然要保持對共識層的控制。

同樣在以太坊模塊化的道路上，Arweave顯然是獨一無二的。它跳出了以太坊的敘述邏輯，建立了一個基于存儲共識的設計范式。在Arweave的設計中，主網作為整個圖靈機的紙帶，在底層記錄這些狀態和修改狀態的交易，最終實現了存儲和計算的分離。

Arweave重新定義了我們的模塊化分割。它使用數據可用性層來確保共識，而執行層和結算層則被留在鏈下。當然，它所付出的代價是，為了獲得最新狀態數據的有效性保證，用戶需要下載所有歷史狀態數據，并在本地進行鏈下計算前進行驗證計算，這顯然會造成很大的效率問題。

結論

在探索區塊鏈模塊化之路的過程中，我們發現，雖然各方選擇的技術路線不同，但仍有跡可循：不同的技術路線往往來自不同項目對市場需求的不同理解。

一方面，由DeFi掀起的最近一輪牛市對以太坊的可擴展性和不同鏈的可組合性產生了迫切的需求。正是基于這些需求，出現了許多致力于緩解主網壓力的解決方案。如果未來區塊鏈網絡的敘述邏輯仍然基于的是金融原語，那么也許以rollup為核心的以太坊2.0將是模塊化道路上的一個明顯終點。

此外，如果未來的區塊鏈網絡打破了中心化金融原語的桎梏，如提供和支持3A級游戲、真實世界的資產交易、去中心化的社交網絡，屆時，我們可能需要一個新的模塊化方案來充分釋放每個模塊的性能。

另一方面，對于公有鏈本身的發展來說，其核心價值是共識。正如我們上面提到的那樣，無論以太坊如何發展，它都不會為了性能而犧牲其共識層。區塊鏈的模塊化之路，不僅僅是在性能上的盲目擴張，更重要的是必須回歸到區塊鏈本身的屬性：從共識中獲取價值，通過價值反饋給共識，再進一步強化共識。

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